摘要：本文以SINUMERIK 840D在（zài）一台數控軋輥磨床上的應（yīng）用，來解析SINUMERIK 840D係統軟（ruǎn）件結構及整個係（xì）統通訊，以提高我們對SINUMERIK 840D數控係統的理解和認識，更好的服務於（yú）生產。

     關鍵詞：軟件  通訊  數控係統  網絡
 

      1. 引言

      SINUMERIK 840D係統是西門子公司於20世紀90年代推出的高性能數控係統。包括SINIMERIK 840D power line和SINUMERIK 840D solution line 兩種（zhǒng）版本，目前國內市（shì）場主流係統是SINUMERIK 840D power line數控係統，根據應用的對象和（hé）價格因素，可以選擇各種版本的硬（yìng）件配置（zhì）。從結構上看SINUMERIK 840D包括三大部分（fèn），HMI(包括OP、PCU、MCP)、NCU(包括NCK和PLC)，和DRIVE（包括611D和電源），他（tā）們之間由總線連接，整（zhěng）個數控係統自成一個網絡，完成通訊。

      2. 係統簡介
  

      下麵以SINUMERIK 840D在一台（tái）數（shù）控軋輥磨床上的應用來介紹整個（gè）係統的軟件和通訊過（guò）程，該數控係統硬件配置為：數控核（hé）心采用的是NUC 572.5版本，PLC采用（yòng）PLC 317_2DP ，HMI采用PUC50 ，驅動為SIMODRIVER 611D。控製對象是一台軋輥（gǔn）磨床，按要求完成軋（zhá）輥的曲線磨削（xuē），同時保證一定的圓度、圓柱度、曲（qǔ）線誤差和光潔度（dù）。

      3. 軟件（jiàn）結構及通訊
  

     3．1  SINUMERIK 840D軟件係統包括四大類：MMC軟件係（xì）統（tǒng）、NC軟件係統、PLC軟件係（xì）統和通訊及驅動（dòng）接口軟件，它們之間即相互關聯又有不同功能分工，共同完成整個係統（tǒng）的工作任務。
  

      (1) MMC軟件也就是人機接口軟件，主要完成的任務是支撐SINUMERIK 840D與MMC-CPU、PLC-CPU、NC-CPU之間的相互通訊和任（rèn）務協調，它是整個數（shù）控係統的（de）核心功能。在我們這台軋輥磨床上使用的（de）是PCU50，它實際上就是一台完整的計算機，自帶20G硬盤，Windows XP操作係（xì）統，帶（dài）基本Bioses和MSDOS內核操作係統，以及串口、並口、鼠（shǔ）標鍵盤、網絡接口（kǒu）等驅動程序。HMI 軟件運行於Windows XP 平台之上，完成（chéng）零件加工程序的編輯，程序模擬檢查，程序操作加工數據設置等。值得注意（yì）的是（shì）MMC(我們這台設備是PCU50)硬盤分區和（hé）軟件位（wèi）置有（yǒu）要求：C、D區（qū）容量為（wéi）2G，格式FAT16；D、E區（qū）容量沒要求，格（gé）式為NTFS。C區為（wéi）DOS區；D區為臨時文件區；E區操作係（xì）統區，包括HMI軟件；D區為用戶數（shù）據區，可以存放用戶程序數據。
  

      (2)  NC軟件係統（tǒng）包括：NCK數控核（hé）初始引導軟件、NCK數控核數字控（kòng）製軟件、SIMODRIVE 611D驅動數據、PCMCIA卡軟件係統、PLC軟件係統（tǒng）、通訊和（hé）驅動接口軟件。

      NCK數控核初始化引導軟（ruǎn）件是固化的，負責完成NC數（shù）控係統的啟動、檢測（cè）、監控等功能。

      NCK數控核數字控製軟件（jiàn）包括機床數據和標準的循環子係統，循環子係（xì）統是西門子開發的標準功能子（zǐ）程序，用戶在需要時可以直接調用（yòng），隻需修改相應的參數。

      SIMODRIVE 611D驅動（dòng）數據是和伺（sì）服驅動相關的一些參數，用戶配置好的軸數據以及軸優化參數，用於控製（zhì）各個軸的進給動作。

      PCMCIA卡軟件係統是安裝在NCU板卡槽上的存儲卡（kǎ）內，包（bāo）括NCK、PLC、COM、DRIVE的（de）係統軟（ruǎn）件（jiàn）、驅動通訊（xùn）軟件以及數控係統運行後由（yóu）MMC傳送來的用戶（hù）數據和程序，完成軸的控製、程序解碼（mǎ）等。

      PLC程序係統包括PLC係統支持軟件、PLC基本程序（xù）和PLC用戶程序，支（zhī）持軟件是支撐（chēng）PLC程序運行的平台；基本程序是西門子事先編輯好的一些功（gōng）能程序（xù）塊，用戶可以直接調用，隻（zhī）需修改相應的參數；用戶程序（xù）是（shì）用戶自己編寫（xiě）的程序。

      通訊和驅動接口軟件（jiàn）主要作用是協調NCK-CPU，PLC-CPU和MMC-CPU三（sān）者之間的通訊，通訊協議的設（shè）置以及通訊接口的驅動。

      3．2  SINUMERIK 840D數控係統自成一個網絡，它和其它網絡通訊一樣，也（yě）要遵循（xún）一定的規則：1，各組件（節點）地址不能衝（chōng）突。在840D係統中默認MMC地位為1，MCP的地址為6，NCK地址為13，PLC地址13；值（zhí）得（dé）注意（yì）的是如果BUS總線不是OPI，那麽（me）NCK地址（zhǐ）應該是PLC地址加1，否則會造成地址錯誤。2，波特率（lǜ）要一（yī）致。在一個網絡係統中，有時由於通訊協議不同，傳送（sòng）速率會有不同，在設置波特（tè）率時要注（zhù）意這點。3，終端電阻的設置（zhì）要正確。如果終端電阻在通（tōng）訊（xùn）節點的端點，要設置為ON；如果是在節點中間則要設置為OFF。

      (1) NCK和（hé）MMC之間的通訊一般采用OPI協議，即通訊總線接到（dào）NCU板的X101接口，這（zhè）是SINUMERIK 840D專有的功能，也是（shì）為了提高係統通訊效（xiào）率，因為OPI速率為1.5Mbps，而MPI速率為187.5Kbps。如果通訊總線接到X111接口則隻能采用MPI協議，MPI總線和OPI總線在物理層結構是一樣的（de），都是基於RS485，如果NCU板上X101接口出現問題，可以直接使用（yòng）X111接口通訊，但數據傳送速率降低了（le）。

      (2) NCU和PLC之（zhī）間的通訊采用兩種總線（xiàn），即MPI總線（xiàn）和Profibus總線。一般櫃內ET200站采用MPI總線，接NCU板X111接口，而現場遠程ET200站采（cǎi）用Profibus總線，接NCU板的X102口，Profibus總線傳送速（sù）率也是1.5Mbps；內部信息交換由專用機床（chuáng）數據進行通訊。

      (3) NCU和（hé）驅動SIMODRIVE 611D間通訊是由兩組總（zǒng）線完成的（de），即設備總線和驅（qū）動總線，NCU和611D是集成到一起（qǐ）的，根據驅動軸的多少來（lái）決定驅動模塊的個數，在驅動總線的（de）末（mò）端要插入終端電阻，表示驅動模塊（kuài）的結束。因為（wéi）軸驅動模塊上隻有RAM單元，所（suǒ）以軸的控製信（xìn）息和驅（qū）動（dòng）文（wén）件，都通過驅動總線在數控係統啟動後傳送的，電子電源（yuán）、使能信號（hào）和監控信號則由設備總線傳送。

      (4) SINUMERIK 840D根據配置不同，最多可以支持10個（gè）通道，這些通道可以並行運（yùn）行，獨立進行處理程序數據，但它們之間也可以由指令進行通訊，進行數（shù）據交換（huàn），共同完成（chéng）控（kòng）製（zhì）任務。

      (5)另（lìng）外，SINUMERIK 840D還支（zhī）持TCP/IP協議，通過相應的軟件可（kě）以實現遠程控製，遠（yuǎn）程診斷等。

       4. 結（jié）束（shù）語

      SINUMERIK 840D數（shù）控係統在各種行業的應用已經相當廣泛，掌握其軟件結構和通訊係統，對（duì）我（wǒ）們更好的理解整個數控（kòng）係統大有裨益，也（yě）為在生產中（zhōng）840D數控係統的使用和維修維護人員提（tí）供借鑒。（本文來自;安（ān）陽鋼（gāng）鐵集團有限公司)